Staying put

The rock dwellers. Not those that live under the rocks, but the brave critters that glue themselves to the rock face, daring the sun to scorch them, freezing or baking winds to sand-blast them. Oysters and barnacles and mussels, and slow-moving limpets. And a few friends.

Oysters, seeming to be part of the rock itself, mussels, barnacles and a  few limpets. And rockweed  and the encrusting stage of a red alga. And one lonely whelk.

One oyster. Note the squeezed-out oyster glue around the bottom of the shell.

Barnacles, the large Thatched Acorn barnacle, Semibalanus cariosus,  and smaller Common Acorn barnacles, Balanus glandulus.

A group of those large barnacles.

An oyster, stuck to its rock, is almost impossible to detach. A barnacle, not so much, although pulling one off kills it, since the base remains on the rock. What is the difference between those two glues, I asked.

(I looked at oyster glue 2 years ago, here.)

Barnacle glue is organic, so is mussel glue. Oyster glue is 90% inorganic. Like the rock itself.

The oyster cement appears to be harder than the substances mussels and barnacles use for sticking to rocks. ... The adhesives produced by mussels and barnacles are mostly made of proteins, but oyster adhesive is about 90 percent calcium carbonate, or chalk. On its own, chalk is not sticky. So the key to oyster adhesion may be a unique combination of this hard, inorganic component with the remaining 10 percent of the material that is protein. (Purdue University) (From my previous post)

Barnacle glues come in two stages.

First stage, as the free-swimming cyprid (baby barnacle) walks around looking for a permanent home:

First, the cyprid releases a temporary adhesive (footprint) for reversible adhesion during surface exploration. (FrontiersInMarineScience)

Barnacle glue has a different chemistry with adhesive protein suspended in an oil-rich lipid matrix. This matrix cleans contaminants from the surface, enabling barnacles to attach to rocks, other sea creatures, ships etc. (asknature)

During surface exploration, the two attachment discs attach and detach from the surface alternatively, allowing the cyprid to “walk” bipedally on the surface. Simultaneously, the cyprid is capable of precisely sensing the biochemical, physicochemical, and topological characteristics of the substrate using an array of antennular setae and chooses to either settle or leave.(Frontiers) 

Then, once a good homestead has been found:

Second, the cyprid produces a permanent adhesive (cyprid cement) for colonization on a suitable site. (Frontiers)

This adult glue is 90% protein. (Compare to the oyster's glue, at 10%.) It has an adhesive strength of 22 - 60 pounds per sq. inch.

Mussels, barnacles, oysters.

So, what about mussel glue? They are almost as hard to remove as barnacles. But they have a different strategy; they tie themselves down with thread. Byssal threads, hair-thin, flexible strands of protein with glue at the tip.

Before it makes byssal threads, a mussel’s foot snakes out of its shell, probing for a suitable place to stick. When the foot is ready to attach, it secretes a series of liquid proteins in a specific sequence, which quickly solidify. Some, mostly collagen (the same protein that makes skin stretchy), become the thin but strong thread itself. Others form a hard protective coating around both the plaque and thread. And just a few of the proteins are adhesive and form the anchoring plaque. (AskNature)

Like the house-hunting barnacles, the mussels use their sticky threads to stroll about. I have watched them in my aquarium; they stretch out a foot, glue a byssal thread down, then shrink back down into the shell, which pulls them close to the attachment point. Stretch out again, send out another thread, glue it down, release the first glued-down thread, and pull. It works. They can work up as much speed as a snail.

Mussel on the aquarium wall, sending out byssal threads, with the fuzzy attachment plaques. Oct. 2022.

To tie themselves down permanently, they send out many threads, intertangling them with those of neighbouring mussels, which gives the bond a strength that can withstand any amount of pounding by waves and even some attacks by predators.

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Los habitantes de las rocas. No los que vive debajo de las rocas, sino los valientes que se adhieren a la faz de la roca, donde los rayos del sol los queman, donde vientos, sea helados o ardientes, los atacan con chorros de arena. Los ostiones, los bálanos, los mejillones, y las lapas, que se mueven tan lentamente.  

    1. Ostiones que parecen haberse integrado a la roca, mejillones, bálanos, y unas pocas lapas. También hay algas pardas, Fucus sp., y la etapa encrustante de un alga roja. 

    2. Un ostión. Se ve un poco del adhesivo alrededor de la base.

    3. Bálanos; Semibalanus cariosus (grande) y Balanus glandulas (chicos)

    4. Un grupo de los bálanos grandes.

Un ostión adherido a su roca es casi imposible de despegar. El bálano, no tanto, aunque separar uno de la roca lo mata, ya que la base permanece en su sitio. ¿Y qué distingue un adhesivo del otro?

(Escribí sobre el cemento de los ostiones hace 2 años, aquí.)

El adhesivo que usan los bálanos es orgánico; también lo es el de los mejillones. El cemento de los ostiones tiene 90% de materia inorgánico, como la roca misma.

El pegamento de los ostiones parece ser más duro que las sustancias que usan los mejillones y bálanos para adherirse a las rocas — dijo. — Los adhesivos producidos por los mejillones y bálanos se componen principalmente de proteínas, pero el pegamento de los ostiones es aproximadamente el 90 por ciento carbonato de calcio, o sea caliza. De por sí, la caliza no es pegajosa. Por lo tanto, la clave que explica la adhesión de los ostiones puede ser una combinación única de esta sustancia dura, inorgánica con el otro 10 por ciento del material que es proteína. (Purdue University)

Los pegamentos de los bálanos son de dos tipos, producidos en dos etapas.

La primera etapa, mientras la larva cipris, un nadador activo, anda (caminando sobre dos "patas") buscando un hogar permanente:

Primeramente, la larva cipris produce un adhesivo temporal (huella) para hacer una adhesión reversible durante la exploración de la superficie. (FrontiersInMarineScience)

El adhesivo de los bálanos tiene una química distinta, con proteina adhesiva suspendida en   una matriz de lípidos. Esta matriz limpia la superficie, quitando sustancias contaminantes, y permitiendo que los bálanos se fijen en las rocas, o en otras criaturas marinas, barcos, etc. (asknature)

Durante la exploración de la superficie, los dos discos adhesivos se adhieren y se separan de la superficie de forma alternativa, permitiendo que la larva cipris "camine" como con dos "patas" sobre la superficie. Al mismo tiempo, la larva cipris puede percibir las características bioquímicas, fisioquímicas, y topológicas del sustrato, usando un conjunto de setas y antenas, y decidir o fijarse o irse.(Frontiers) 

Y cuando se ha descubierto un buen sitio para establecerse:

En segundo lugar, la larva cipris produce un adhesivo permanente (cemento cíprido) para colonizar el sitio apropriado. (Frontiers)

Este cemento del bálano adulto tiene un 90% de proteina. (Comparando: el cemento del ostión tiene solo 10%.) Tiene una fuerza adhesiva de 22 a 60 libras por pulgada cuadrada.

    5. Mejillones, bálanos, y ostiones.

¿Y el adhesivo de los mejillones? ¿De qué consiste? Son casi tan difíciles de despegar como lo son los bálanos. Pero su estrategia es distinta: se atan a la roca con hilos. Bisos, se llaman; fibras finas, flexibles, hechas de proteina y con una placa adhesiva en el extremo. 

Antes de hacer bisos, el pie del mejillón se extiende fuera de la concha, buscando un sitio adecuado donde se puede adherir. Cuando el pie está listo, segrega una serie de proteinas líquidas en una secuencia específica, las cuales se endurecen rapidamente. Algunas, por la mayor parte colágenos (la proteina que hace elástico nuestra piel) forman el hilo delgado pero fuerte. otras hacen una capa protectora y dura que cubre tanto el hilo y la placa.U unas pocas de las proteinas son adhesivas y forman la placa que sirve de ancla. (AskNature)

Como los bálanos en busca de terreno, los mejillones usan los bisos pegajosos para caminar. Los he observado en mi acuario; estiran el pie, fijan un biso en el sustrato, y luego se encogen, retrayendo el pie hasta la concha. Esto tiene el efecto de jalar el animal hacia el punto donde se fijó el biso. Otra vez estiran el pie, extienden otro biso y lo fijan. Sueltan el primer biso  de donde lo adherieron y se encogen de nuevo. ...  Funciona. Pueden "caminar" así tan rápido como los caracoles.

    6. Un mejillón el el vidrio del acuario, extendiendo sus bisos, con las placas adhesivas.

Para atarse permanentemente, producen muchos bisos y los enredan con los bisos de sus vecinos, lo que crea un vínculo que puede aguantar cualquier fuerza de olas y hasta algunos ataques de predadores.

About glues

 When the tide goes out, millions of little scurrying critters go into hiding, under rocks, buried in the sand, under still-damp seaweed. Limpets and chitons clamp themselves tightly to whatever they were travelling on when the water left, usually managing to get into some shade first. Snails slide into cracks and close their doors. The barnacles, the mussels, and the oysters, more than any other of the intertidal animals, have no option but to wait out the dry spell in the open, exposed to the sun and the wind. They can close their shells. But they can't hide; they're glued to the inmovable rock.

Sandstone "sculpture" with oysters.

In my aquarium, I can put a finger on a limpet on the wall and push it to one side. One push; then the limpet snaps itself down to the glass, and cannot be moved. Sheer muscle power!

Oysters and barnacles don't use their muscles to stay put; those are for closing the shell. What they rely on is glue. Their own brand of glue, quick-setting, waterproof, and strong. A barnacle's glue has an adhesive strength of 22 - 60 pounds per sq. inch. If you break off a barnacle (don't!) the animal will die, but its base will remain attached to the rock.

Oyster and barnacles on a rock. Some water still remains.

Oysters are tougher. There's no give to an oyster shell, not even when it's just the left (bottom) valve stuck to a rock after the oyster has died. With a bit of shell, you can scrape the barnacle's base off the rock; not the oyster's.

I looked up oyster glues.

... the cohesive force between the hard substratum and the shell is so strong that a cemented valve can rarely be detached without breaking the shell or the substratum. (Researchgate)

The oyster cement appears to be harder than the substances mussels and barnacles use for sticking to rocks," he said. "The adhesives produced by mussels and barnacles are mostly made of proteins, but oyster adhesive is about 90 percent calcium carbonate, or chalk. On its own, chalk is not sticky. So the key to oyster adhesion may be a unique combination of this hard, inorganic component with the remaining 10 percent of the material that is protein. (Purdue University)

Another few oysters, with barnacles and periwinkles. The red tint is the reflection of my winter jacket.

The glue is deposited only by the left valve, the one on the underside. This valve is deep and holds the living oyster inside. The right valve serves as a lid. 

Oyster and barnacles on a smaller stone. Not a good choice; this rock can roll.

First, tiny glands lay down a web of protein fibers. Next, they release a calcium paste onto the web, and it hardens like plaster. (ShapeOfLife)

"It hardens like plaster." Underwater!

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Cuando baja la marea millones de criaturas se apuran a esconderse, ya sea en la sombra de las rocas, ya sea bajo la arena, o cubiertas de algas marinas que todavía siguen húmedas. Las lapas y los quitones se adhieren fuertemente a la superficie donde andaban cuando les faltó el agua; si pueden, se buscan un poco de sombra primero. Los caracoles se esconden en grietas y cierran sus puertitas. Los bálanos, los mejillones, y los ostiones, más que cualquier de los otros animales de la intramarea, no tienen otra cosa más que aguantar la sequía sin protección del sol ni del viento secador. Pueden cerrar sus valvas. Pero no se pueden esconder; están cimentados en la roca inmóvil.

Foto #1: Una "escultura" de piedra arenisca, con ostiones.

En mi acuario, puedo poner el dedo en una lapa en la pared y moverla. Una vez. Y entonces la lapa se aprieta contra el vidrio y no se puede moverla sin matarla. ¡Fuerza muscular!

Los ostiones y los bálanos no usan los músculos para mantenerse fijos en su lugar; los músculos sirven para cerrar las valvas. Lo que usan es pegamento. Su propia marca de pegamento, de endurecimiento rápido, impermeable, y fuerte.El pegamento del bálano tiene una fuerza adhesiva desde 22 a 60 libras por cada pulgada cuadrada. Si rompes un bálano (pero no lo hagas) el animalito se morirá, pero su base permanecerá adherida a la roca.

Foto #2: Ostion y bálanos en una roca, con un poco de agua.

Los ostiones son más fuertes. No hay movimiento posible en la concha de un ostión, ni siquiera cuando todo lo que queda es la valva inferior cuando el animal ya desapareció. Con un pedazo de concha, puedes quitar la base de un bálano de la roca; no la valva inferior entera de un ostión.

Busqué los pegamentos de ostiones en el internet.

... la fuerza cohesiva entre el sustrato duro y la concha es tan fuerte que una valva cimentada raras veces se puede separar sin romper o la concha o el sustrato. (ResearchGate)

El pegamento de los ostiones parece ser más duro que las sustancias que usan los mejillones y bálanos para adherirse a las rocas — dijo. — Los adhesivos producidos por los mejillones y bálanos se componen principalmente de proteínas, pero el pegamento de los ostiones es aproximadamente el 90 por ciento carbonato de calcio, o sea caliza. De por sí, la caliza no es pegajosa. Por lo tanto, la clave que explica la adhesión de los ostiones puede ser una combinación única de esta sustancia dura, inorgánica con el otro 10 por ciento del material que es proteína. (Purdue University)

Foto #3: Algunos ostiones con bálanos y caracoles.

El pegamento es depositado por la valva inferior; esta valva es honda y aquí vive el animal. La valva superior funciona como tapa. 

Foto #4: Ostión y bálanos en un piedra chica. No fue una buena selección; la roca puede rodarse.

Primero, glándulas pequeñas producen una red de fibras de proteínas. Luego, sueltan una pasta de calcio encima de la red, y ésta se endurece como si fuera yeso. (ShapeOfLife)

"Se endurece como el yeso." ¡Y eso, bajo el agua!